佛羅里達大西洋大學(xué)Harbor Branch海洋研究所的科學(xué)家們，基于40年的科學(xué)數(shù)據(jù)，近日發(fā)布了針對大西洋漂浮褐藻（馬尾藻）的全面綜述。該研究揭示，這種自由漂浮的褐色海藻，不僅在大西洋扮演著重要生態(tài)角色，也因其數(shù)量激增而影響著沿海生態(tài)系統(tǒng)與社區(qū)生活。

長期以來，科學(xué)家認(rèn)為馬尾藻大多局限在營養(yǎng)匱乏的“馬尾藻?！眳^(qū)域。如今的研究結(jié)果表明，這種海藻正以驚人的速度在整個大西洋擴散，其擴張原因既有自然變化因素，也有由人類活動引發(fā)的營養(yǎng)物質(zhì)輸入。

相關(guān)成果已發(fā)表于《有害藻類》期刊，主要聚焦于“大西洋馬尾藻帶”的出現(xiàn)和持續(xù)——這是自2011年觀測到以來幾乎每年都會出現(xiàn)的大規(guī)模季節(jié)性藻華，橫跨西非直至墨西哥灣。今年五月，這一帶的生物量已創(chuàng)下3750萬噸紀(jì)錄，不包括馬尾藻海區(qū)常態(tài)的730萬噸。

研究團隊綜合了歷史海洋學(xué)記錄、現(xiàn)代衛(wèi)星數(shù)據(jù)及詳細(xì)生物地球化學(xué)分析，進一步揭示馬尾藻豐度、分布及營養(yǎng)平衡的變化。研究突出了人類活動導(dǎo)致的營養(yǎng)物質(zhì)輸入加劇對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響，呼吁國際社會加強協(xié)作，共同追蹤和應(yīng)對龐大海藻藻華的影響。

首席作者、Harbor Branch研究教授Brian Lapointe博士表示：“我們著重分析馬尾藻生長及其背后驅(qū)動力，從氮、磷、碳等元素動態(tài)變化，厘清影響其爆發(fā)的大環(huán)境因素?！?/p>

Lapointe及其同事指出，早期海洋學(xué)家通過追蹤表層馬尾藻，描繪了“馬尾藻?！钡倪吔纾⒄J(rèn)為其繁盛于溫暖清澈但養(yǎng)分貧瘠的海域。然而，中20世紀(jì)的科學(xué)家卻將該區(qū)域視為“生物荒漠”。如今，通過衛(wèi)星觀測與海洋環(huán)流模型，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)豐富的美洲海岸，尤其是美國西部墨西哥灣，經(jīng)由環(huán)流和洋流將馬尾藻運送到開放海域，為馬尾藻海帶來了新的養(yǎng)分供應(yīng)。

2004年與2005年間，遙感技術(shù)首次捕捉到美洲西部墨西哥灣大規(guī)模、帶狀的漂浮馬尾藻。該地區(qū)受密西西比河、阿塔查法拉河等河流系統(tǒng)營養(yǎng)輸入影響尤為明顯，這些輸入促進了馬尾藻的高生物量事件，嚴(yán)重時還曾導(dǎo)致佛羅里達的核電廠緊急關(guān)停。

實驗及野外研究證實，馬尾藻在營養(yǎng)豐富近岸水域生長更快。兩大主要種類——Sargassum natans和Sargassum fluitans——在理想條件下生物量11天可翻倍。研究還發(fā)現(xiàn)，磷元素往往成為限制性營養(yǎng)，氮同樣不可或缺。

從1980年代至今，馬尾藻的氮含量增加超50%，磷含量微降，使氮磷比（N:P比）迅速上升。此外，碳含量的提升也進一步顯示外部營養(yǎng)物質(zhì)輸入對海洋初級生產(chǎn)者的影響日益顯著。

文章還探討了馬尾藻條帶內(nèi)部的微循環(huán)機制，包括隨帶生物和微生物分解有機物所促進的再生養(yǎng)分，這對養(yǎng)分貧瘠海域中維持生物量至關(guān)重要。

亞馬遜河口附近采集的馬尾藻數(shù)據(jù)，證實了亞馬遜巨量養(yǎng)分輸出對大西洋馬尾藻帶形成的作用。生物量與流域內(nèi)洪澇循環(huán)密切相關(guān)，進一步凸顯陸地營養(yǎng)物輸入對遠洋系統(tǒng)的深遠影響。2009至2010年極端氣象事件——北大西洋濤動負(fù)相，或助推了馬尾藻海區(qū)域受營養(yǎng)輸入水體和藻體向熱帶大西洋轉(zhuǎn)移。

不過，Lapointe團隊指出，當(dāng)前缺乏直接證據(jù)證明這一點；遺傳和形態(tài)學(xué)分析則顯示，某些主導(dǎo)馬尾藻類型早在2011年前已定殖于熱帶大西洋，提示這一地區(qū)或在大西洋藻帶早期形成中本就扮演關(guān)鍵角色。

Lapointe總結(jié)道：“馬尾藻的擴張已不再只是生態(tài)奇觀。巨大的藻華會堵塞海灘、影響漁業(yè)和旅游業(yè)，甚至威脅公共健康。理解其何以爆發(fā)增長，對管理這些影響至關(guān)重要。我們的研究首次系統(tǒng)梳理了陸源營養(yǎng)污染、海洋環(huán)流與馬尾藻蔓延之間的聯(lián)系?！?/p>

參考文獻：《變化世界中漂浮馬尾藻的生產(chǎn)力、生長與生物地球化學(xué)》，Brian E. Lapointe、Deanna F. Webber、Rachel A. Brewton，2025年8月8日發(fā)表，《有害藻類》期刊。

本研究由佛州應(yīng)急管理局、美國環(huán)保署、NOAA科學(xué)項目等機構(gòu)資助。

編譯自/ScitechDaily